(57)【要約】【課題】  複数のＡＤＣをモータカウンタに同期して所望のタイミングでＡＤ変換を行なわせる。【解決手段】  インバータ制御部６には、ＣＰＵ２１、メモリ２２、三相波形生成部２３、モータカウンタ２４、第１のＡＤＣ制御部２５ａ、第２のＡＤＣ制御部２５ｂ、第１のＡＤＣ２６ａ、第２のＡＤＣ２６ｂ、及びインバータ制御信号生成部２７が設けられている。三相波形生成部２３は、位置信号ＲＰにもとづいて三角波信号ＳＰをモータカウンタ２４に出力する。モータカウンタ２４は、三相波形生成部２３から出力される三角波信号ＳＰを入力し、三角波信号ＳＰのＵＰ／ＤＯＷＮを１周期ごとにカウントし、その情報をモータカウンタ信号ＭＣＳとして第１のＡＤＣ制御部２５ａ及び第２のＡＤＣ制御部２５ｂに出力する。モータカウンタ信号ＭＣＳにもとづいてＰＷＭピーク同期して、第１のＡＤＣ２６ａ及び第２のＡＤＣ２６ｂはＡＤ変換を行なう。【選択図】  図２
2006352994.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの位置信号にもとづいて生成される三角波信号或いはのこぎり波信号を入力してＵＰ／ＤＯＷＮを１周期ごとにカウントし、カウントした情報をモータカウンタ信号として出力するモータカウンタと、
前記モータカウンタ信号にもとづいてトリガ信号を生成するＡＤＣ制御部と、
モータ電流値帰還信号としてのＵ相電流信号、Ｖ相電流信号、或いはＷ相電流信号のいずれか１つの電流信号を前記ＡＤＣ制御部から出力される前記トリガ信号にもとづいて、前記モータカウンタに同期してＡＤ変換する第１のＡＤＣと、
モータ電流値帰還信号としてのＵ相電流信号、Ｖ相電流信号、或いはＷ相電流信号のいずれか１つの電流信号で、且つ第１のＡＤＣの電流信号とは異なる電流信号を前記ＡＤＣ制御部から出力される前記トリガ信号にもとづいて、前記モータカウンタに同期してＡＤ変換する第２のＡＤＣと、
を具備することを特徴とするインバータ制御用半導体装置。
【請求項２】
モータの位置信号にもとづいて生成される三角波信号或いはのこぎり波信号を入力してＵＰ／ＤＯＷＮを１周期ごとにカウントし、カウントした情報をモータカウンタ信号として出力するモータカウンタと、
前記モータカウンタ信号にもとづいてトリガ信号を生成するＡＤＣ制御部と、
モータ電流値帰還信号としてのＵ相電流信号、Ｖ相電流信号、或いはＷ相電流信号のいずれか１つの電流信号を前記ＡＤＣ制御部から出力される前記トリガ信号にもとづいて、前記モータカウンタに同期してＡＤ変換する第１のＡＤＣと、
モータ電流値帰還信号としてのＵ相電流信号、Ｖ相電流信号、或いはＷ相電流信号のいずれか１つの電流信号で、且つ第１のＡＤＣの電流信号とは異なる電流信号を前記ＡＤＣ制御部から出力される前記トリガ信号にもとづいて、前記モータカウンタに同期してＡＤ変換する第２のＡＤＣと、
モータ電流値帰還信号としてのＵ相電流信号、Ｖ相電流信号、或いはＷ相電流信号のいずれか１つの電流信号で、且つ第１のＡＤＣ及び第２のＡＤＣの電流信号とは異なる電流信号を前記ＡＤＣ制御部から出力される前記トリガ信号にもとづいて、前記モータカウンタに同期してＡＤ変換する第３のＡＤＣと、
を具備することを特徴とするインバータ制御用半導体装置。
【請求項３】
モータの位置信号にもとづいて生成される三角波信号或いはのこぎり波信号を入力してＵＰ／ＤＯＷＮを１周期ごとにカウントし、カウントした情報をモータカウンタ信号として出力するモータカウンタと、
前記モータカウンタ信号にもとづいてトリガ信号を生成する第１及び第２のＡＤＣ制御部と、
モータ電流値帰還信号としてのＵ相電流信号、Ｖ相電流信号、或いはＷ相電流信号のいずれか１つの電流信号を前記第１のＡＤＣ制御部から出力される前記トリガ信号にもとづいて、前記モータカウンタに同期してＡＤ変換する第１のＡＤＣと、
モータ電流値帰還信号としてのＵ相電流信号、Ｖ相電流信号、或いはＷ相電流信号のいずれか１つの電流信号で、且つ第１のＡＤＣの電流信号とは異なる電流信号を前記第２のＡＤＣ制御部から出力される前記トリガ信号にもとづいて、前記モータカウンタに同期してＡＤ変換する第２のＡＤＣと、
を具備することを特徴とするインバータ制御用半導体装置。
【請求項４】
モータの位置信号にもとづいて生成される三角波信号或いはのこぎり波信号を入力してＵＰ／ＤＯＷＮを１周期ごとにカウントし、カウントした情報をモータカウンタ信号として出力するモータカウンタと、
前記モータカウンタ信号にもとづいてトリガ信号を生成する第１乃至第３のＡＤＣ制御部と、
モータ電流値帰還信号としてのＵ相電流信号、Ｖ相電流信号、或いはＷ相電流信号のいずれか１つの電流信号を前記第１のＡＤＣ制御部から出力される前記トリガ信号にもとづいて、前記モータカウンタに同期してＡＤ変換する第１のＡＤＣと、
モータ電流値帰還信号としてのＵ相電流信号、Ｖ相電流信号、或いはＷ相電流信号のいずれか１つの電流信号で、且つ第１のＡＤＣの電流信号とは異なる電流信号を前記第２のＡＤＣ制御部から出力される前記トリガ信号にもとづいて、前記モータカウンタに同期してＡＤ変換する第２のＡＤＣと、
モータ電流値帰還信号としてのＵ相電流信号、Ｖ相電流信号、或いはＷ相電流信号のいずれか１つの電流信号で、且つ第１のＡＤＣ及び第２のＡＤＣの電流信号とは異なる電流信号を前記第３のＡＤＣ制御部から出力される前記トリガ信号にもとづいて、前記モータカウンタに同期してＡＤ変換する第３のＡＤＣと、
を具備することを特徴とするインバータ制御用半導体装置。
【請求項５】
複数のモータと、
モータカウンタに同期して前記複数のモータのいずれか１つのインバータの制御を行なうためのインバータ制御信号を生成し、それぞれ前記複数のモータに出力するインバータ制御部と、
を具備することを特徴とするインバータ制御用半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御装置に係り、特にＡＤＣ（Analog-to-Digital  Converters）を搭載したインバータ制御用半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータを制御するシステムとしてＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation）インバータシステムが多用されている。ＰＷＭインバータの動作を制御するインバータ制御マイコンなどのインバータ制御部には、アナログ信号である回転位置検出信号を用い、入力されたアナログ値の帰還モータ電流信号をデジタル値にＡＤ変換するＡＤＣが設けられている。そして、インバータ制御部はＡＤ変換された信号にもとづいてＰＷＭ信号を生成し、ＰＷＭ信号によりＰＷＭインバータを制御している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１などに記載されているＡＤＣでは、マルチプレクサを用いて回転位置検出信号、Ｕ相帰還モータ電流信号、Ｖ相帰還モータ電流信号、Ｗ相帰還モータ電流信号などのアナログ信号を適宜選択入力し、順次ＡＤ変換を行なっている。
【０００４】
ところが、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相などの複数回のＡＤ変換を一つＡＤＣで行なうとＡＤ変換時間が遅くなり、タイミングに一定のズレが発生して期待値である所望のタイミングでのデータ取り込みが困難になる。このため、モータの回転制御を高精度に制御することが困難になるという問題点がある。
【特許文献１】特許第３１３４１０４号明細書（頁１３、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、モータカウンタに同期して所望のタイミングでＡＤ変換を行なう複数のＡＤＣを設けたインバータ制御用半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の一態様のインバータ制御用半導体装置は、モータの位置信号にもとづいて生成される三角波信号或いはのこぎり波信号を入力してＵＰ／ＤＯＷＮを１周期ごとにカウントし、カウントした情報をモータカウンタ信号として出力するモータカウンタと、前記モータカウンタ信号にもとづいてトリガ信号を生成するＡＤＣ制御部と、モータ電流値帰還信号としてのＵ相電流信号、Ｖ相電流信号、或いはＷ相電流信号のいずれか１つの電流信号を前記ＡＤＣ制御部から出力される前記トリガ信号にもとづいて、前記モータカウンタに同期してＡＤ変換する第１のＡＤＣと、モータ電流値帰還信号としてのＵ相電流信号、Ｖ相電流信号、或いはＷ相電流信号のいずれか１つの電流信号で、且つ第１のＡＤＣの電流信号とは異なる電流信号を前記ＡＤＣ制御部から出力される前記トリガ信号にもとづいて、前記モータカウンタに同期してＡＤ変換する第２のＡＤＣとを具備することを特徴とする。
【０００７】
更に、上記目的を達成するために、本発明の他態様のインバータ制御用半導体装置は、モータの位置信号にもとづいて生成される三角波信号或いはのこぎり波信号を入力してＵＰ／ＤＯＷＮを１周期ごとにカウントし、カウントした情報をモータカウンタ信号として出力するモータカウンタと、前記モータカウンタ信号にもとづいてトリガ信号を生成する第１及び第２のＡＤＣ制御部と、モータ電流値帰還信号としてのＵ相電流信号、Ｖ相電流信号、或いはＷ相電流信号のいずれか１つの電流信号を前記第１のＡＤＣ制御部から出力される前記トリガ信号にもとづいて、前記モータカウンタに同期してＡＤ変換する第１のＡＤＣと、モータ電流値帰還信号としてのＵ相電流信号、Ｖ相電流信号、或いはＷ相電流信号のいずれか１つの電流信号で、且つ第１のＡＤＣの電流信号とは異なる電流信号を前記第２のＡＤＣ制御部から出力される前記トリガ信号にもとづいて、前記モータカウンタに同期してＡＤ変換する第２のＡＤＣとを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、モータカウンタに同期して所望のタイミングでＡＤ変換を行なう複数のＡＤＣを設けたインバータ制御用半導体装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１０】
まず、本発明の実施例１に係るインバータ制御用半導体装置について、図面を参照して説明する。図１はモータ制御装置を示す回路図、図２はインバータ制御用半導体装置としてのインバータ制御部を示すブロック図、図３はＡＤＣ制御部を示すブロック図である。本実施例では、モータカウンタに同期して複数のＡＤＣのＡＤ変換を行なっている。
【００１１】
図１に示すように、モータ制御装置１には、ＡＣ電源２、電源制御部３、インバータ部４、三相モータ５、インバータ制御部６、及び位置検出部７が設けられている。
【００１２】
電源制御部３は、ＡＣ電源２から出力されるＡＣ電圧を入力して、インバータ部４がインバータ動作するために必要なＰ側高電位電源ＶＰ、Ｎ側高電位電源ＶＮを生成して出力する。
【００１３】
インバータ部４には、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相のＰ側高電位側電源ＶＰとＮ側高電位側電源ＶＮの間にＩＧＢＴ（Insulated  Gate  Bipolar  Transistor）１１が、それぞれ２つ縦続接続されている。そして、それぞれのＩＧＢＴ１１のコレクタとエミッタの間に破壊防止用としてリカバリーダイオード１２が設けられている。ＩＧＢＴ１１は、ゲートにインバータ制御部６から出力されるインバータ制御信号ＩＳＳが入力されて動作する。Ｕ相の出力信号は、出力ノードＮ１から出力されて３相モータ５に入力される。Ｖ相の出力信号は、出力ノードＮ２から出力されて３相モータ５に入力される。Ｗ相の出力信号は、出力ノードＮ３から出力されて３相モータ５に入力される。
【００１４】
位置検出部７は、３相モータ５の位置情報としての位置信号ＲＰ、電流値帰還信号としてのＵ相電流信号ＡＮ１、及び電流値帰還信号としてのＶ相電流信号ＡＮ２などを検出し、その信号をインバータ制御部６に出力する。インバータ制御部６は、インバータ制御マイクロプロセッサ或いはインバータ制御マイクロコントローラなども呼称される。ここでは、Ｗ相電流信号については検出していない。
【００１５】
インバータ制御部６は、位置信号ＲＰ、Ｕ相電流信号ＡＮ１、及びＶ相電流信号ＡＮ２を入力し、その信号にもとづいてインバータ部４の制御を行なうＤＵＴＹ比が変化する出力パルス信号（ＰＷＭ信号）であるインバータ制御信号ＩＳＳを生成してインバータ部４のＩＧＢＴ１１のゲートに出力する。
【００１６】
図２に示すように、インバータ制御部６には、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）２１、メモリ２２、三相波形生成部２３、モータカウンタ２４、第１のＡＤＣ制御部２５ａ、第２のＡＤＣ制御部２５ｂ、第１のＡＤＣ２６ａ、第２のＡＤＣ２６ｂ、及びインバータ制御信号生成部２７が設けられている。そして、各部はそれぞれ内部バス２０で電気的に接続され、情報及び信号の授受が行なわれる。
【００１７】
ＣＰＵ２１は、インバータ制御部６を統括制御し、インバータ制御部６の各部に指示・命令を発する。メモリ２２は、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）やＲＡＭ（Random  Access  Memory）などからなり、実行プログラム、各種情報、及び実行処理された情報などを記憶する。
【００１８】
三相波形生成部２３は、発振器や信号生成回路を有し、位置検出部７から出力される位置信号ＲＰを入力し、位置信号ＲＰにもとづいて三角波信号或いはのこぎり波信号を生成して出力する。ここでは、三角波信号ＳＰをモータカウンタ２４に出力する。なお、位置センサとして機能する位置検出部７で検出され、出力される位置信号ＲＰの代わりに、モータ電流を検出するＡＤ変換の結果から位置をわり出して、それを位置信号として三相波形生成部２３に入力させてもよい。
【００１９】
モータカウンタ２４は、三相波形生成部２３から出力される三角波信号ＳＰを入力し、三角波信号ＳＰのＵＰ／ＤＯＷＮを１周期ごとにカウント（ＰＷＭカウントとも呼称される）し、その情報をモータカウンタ信号ＭＣＳとして第１のＡＤＣ制御部２５ａ及び第２のＡＤＣ制御部２５ｂに出力する。
【００２０】
第１のＡＤＣ制御部２５ａは、位置検出部７から出力される位置信号ＲＰ及びモータカウンタ２４から出力されるモータカウンタ信号ＭＣＳを入力し、モータカウンタ信号ＭＣＳにもとづいて複数のトリガ信号を生成し、第１のＡＤＣ２６ａに出力する。同様に、第２のＡＤＣ制御部２５ｂは、位置検出部７から出力される位置信号ＲＰ及びモータカウンタ２４から出力されるモータカウンタ信号ＭＣＳを入力し、モータカウンタ信号ＭＣＳにもとづいて複数のトリガ信号を生成し、第２のＡＤＣ２６ｂに出力する。なお、トリガ信号は第１のＡＤＣ２６ａ及び第２のＡＤＣ制御部２５ｂのＡＤ変換を実行させるための信号である。
【００２１】
第１のＡＤＣ２６ａは、トリガ信号及びアナログ値であるＵ相電流信号ＡＮ１を入力し、トリガ信号にもとづいてＵ相電流信号ＡＮ１をＡＤ変換して第１のＡＤＣの出力信号Ｏｕｔ１をインバータ制御信号生成部２７に出力する。同様に、第２のＡＤＣ２６ｂは、トリガ信号及びアナログ値であるＶ相電流信号ＡＮ２を入力し、トリガ信号にもとづいてＶ相電流信号ＡＮ２をＡＤ変換して第２のＡＤＣの出力信号Ｏｕｔ２をインバータ制御信号生成部２７に出力する。
【００２２】
ここでは、ＡＤＣから出力されるＡＤ変換された出力信号は、図示しない変換結果レジスタに格納されてからインバータ制御信号生成部２７に出力されているが、直接インバータ制御信号生成部２７に出力してもよい。
【００２３】
インバータ制御信号生成部２７は、第１のＡＤＣの出力信号Ｏｕｔ１及び第２のＡＤＣの出力信号Ｏｕｔ２を入力し、インバータ部４のＩＧＢＴ１１のゲートにＰＷＭ信号であるインバータ制御信号ＩＳＳを出力する。
【００２４】
図３に示すように、第１のＡＤＣ制御部２５ａ、第２のＡＤＣ制御部２５ｂには、それぞれ、第１のトリガ設定部３０ａ、第２のトリガ設定部３０ｂ、第３のトリガ設定部３０ｃ、及びセレクタ３１が設けられている。
【００２５】
第１のトリガ設定部３０ａは、第１のトリガレジスタ３２ａ、第１のトリガバッファ３３ａ、及び第１のコンパレータ３４ａから構成されている。
【００２６】
第１のトリガレジスタ３２ａには、第１のＡＤＣ２６ａや第２のＡＤＣ２６ｂなどの動作を設定するための種々のモード情報が格納され、ＣＰＵ２１の指令により任意のモードが選択され、その情報が第１のトリガバッファに出力される。なお、種々のモード情報とは、例えば、ＰＷＭキャリアピークでトリガ出力、ＰＷＭキャリアボトムでトリガ出力、ＰＷＭキャリアピーク／ボトムでトリガ出力、ダウンカウント時の一致でトリガ出力、アップカウント時の一致でトリガ出力、アップ／ダウンカウント時にトリガ出力、及びトリガ出力禁止などのモード設定情報である。第２のトリガレジスタ３２ｂ及び第３のトリガレジスタ３２ｃは、第１のトリガレジスタ３２ａと同様の構成及び動作をするので説明を省略する。
【００２７】
第１のトリガバッファ３３ａは、第１のトリガレジスタ３２ａから出力されるモード情報信号をドライブして第１のコンパレータ３４ａに出力する。第２のトリガバッファ３３ｂ及び第３のトリガバッファ３３ｃは、第１のトリガバッファ３３ａと同様の構成及び動作をするので説明を省略する。
【００２８】
第１のコンパレータ３４ａは、モータカウンタ２４から出力されるモータカウンタ信号ＭＣＳ及び第１のトリガバッファ３３ａから出力されるモード情報信号を入力し、２つの信号を比較増幅してセレクタ３１に出力する。第２のコンパレータ３４ｂは、モータカウンタ２４から出力されるモータカウンタ信号ＭＣＳ及び第２のトリガバッファ３３ｂから出力されるモード情報信号を入力し、２つの信号を比較増幅してセレクタ３１に出力する。第３のコンパレータ３４ｃは、モータカウンタ２４から出力されるモータカウンタ信号ＭＣＳ及び第３のトリガバッファ３３ｃから出力されるモード情報信号を入力し、２つの信号を比較増幅してセレクタ３１に出力する。
【００２９】
ここで、第１のコンパレータ３４ａに入力されるモータカウンタ信号ＭＣＳ、第２のコンパレータ３４ｂに入力されるモータカウンタ信号ＭＣＳ、及び第３のコンパレータ３４ｃに入力されるモータカウンタ信号ＭＣＳの信号は、それぞれ信号遅延が生じないように第１のコンパレータ３４ａ、第２のコンパレータ３４ｂ、及び第３のコンパレータ３４ｃなどの位置を配置形成している。第１のコンパレータ３４ａ、第２のコンパレータ３４ｂ、及び第３のコンパレータ３４ｃからセレクタ３１に出力される信号は、それぞれモータカウンタ２４で同期化（ＰＷＭ同期）された信号となる。
【００３０】
セレクタ３１は、第１のコンパレータ３４ａ、第２のコンパレータ３４ｂ、及び第３のコンパレータ３４ｃから出力される信号を入力し、スロープ選択して第１のトリガ信号、第２のトリガ信号、及び第３のトリガ信号を出力する。ここで、位置信号ＲＰにもとづいて生成されるトリガクリア信号が入力されると、トリガ信号はクリアされる。また位置信号ＲＰにもとづいて生成される同期許可信号が入力されると、トリガ信号はモータカウンタ２４で同期化（ＰＷＭ同期）された信号となる。
【００３１】
次に、モータ制御装置の動作について図４及び図５を参照して説明する。図４は、モータ制御装置の動作を示すフローチャート、図５はモータ制御装置の動作を示すタイミング模式図である。ここでは、三角波信号ＳＰの１周期ごとにモータカウンタに同期する１回読み込み方式を用いている。そして、第１のＡＤＣ及び第２のＡＤＣは並行して動作する。
【００３２】
図４に示すように、まず、ＣＰＵ２１からの指令にもとづいて第１のＡＤＣ２６ａ及び第２のＡＤＣ２６ｂが動作を開始する（ステップＳ１ａ及びステップＳ１ｂ）。次に、ＡＤ入力ポートの設定が行なわれ、第１のＡＤＣ２６ａにアナログ信号であるＵ相電流信号ＡＮ１が入力され、第２のＡＤＣ２６ｂにアナログ信号であるＶ相電流信号ＡＮ２が入力される（ステップＳ２ａ及びステップＳ２ｂ）。
【００３３】
続いて、モータカウンタで第１のＡＤＣ２６ａ及び第２のＡＤＣ２６ｂの同期設定が行なわれる。具体的には図５に示すように、三角波信号ＳＰが１周期ごとにモータカウンタ２４でＰＷＭカウントされ、ｍａｘ．カウント（三角波信号ＳＰのピークで）で同期が設定される。これをＰＷＭピーク同期と呼称される（ステップＳ３ａ及びステップＳ３ｂ）。
【００３４】
そして、第１のＡＤＣ２６ａでアナログ信号であるＵ相電流信号ＡＮ１のＡＤ変換が開始され、第２のＡＤＣ２６ｂでアナログ信号であるＶ相電流信号ＡＮ２のＡＤ変換が開始される（ステップＳ４ａ及びステップＳ４ｂ）。
【００３５】
次に、同期したＡＤ変換が行なわれる。具体的には図５に示すように、第１のＡＤＣ２６ａはモータカウンタ２４から出力されるｍａｘ．カウント時のモータカウンタ信号ＭＣＳにもとづいて、所定期間、Ｕ相電流信号ＡＮ１のＡＤ変換を行なう。同様に、第２のＡＤＣ２６ｂはモータカウンタ２４から出力されるｍａｘ．カウント時のモータカウンタ信号ＭＣＳにもとづいて、所定期間、Ｖ相電流信号ＡＮ２のＡＤ変換を行なう（ステップＳ５ａ及びステップＳ５ｂ）。
【００３６】
続いて、第１のＡＤＣ２６ａから出力されるＡＤ変換情報である第１のＡＤＣの出力信号Ｏｕｔ１、及び第２のＡＤＣ２６ｂから出力されるＡＤ変換情報である第２のＡＤＣの出力信号Ｏｕｔ２が変換結果レジスタに格納される（ステップＳ６ａ及びステップＳ６ｂ）。
【００３７】
そして、第１のＡＤＣ２６ａのＡＤ変換情報及び第２のＡＤＣ２６ｂのＡＤ変換情報から、インバータ制御信号生成部２７が出力パルスの演算を行なう（ステップＳ７）。次に、パルスＤＵＴＹを決定し、出力する。具体的には図５に示すように、インバータ制御信号生成部２７がインバータ部４のＩＧＢＴ１１の“ＯＮ”、“ＯＦＦ”動作制御するためのパルスＤＵＴＹを決定し、三角波信号ＳＰの１周期ごと、３相モータ５の制御用としてインバータ部４のＩＧＢＴ１１のゲートにＰＷＭ信号であるインバータ制御信号ＩＳＳを出力する。（ステップＳ８）。なお、三角波信号ＳＰの次の周期では、ＡＤ入力ポートの設定（ステップＳ２ａ及びステップＳ２ｂ）からＡＤＣの動作が行なわれる。
【００３８】
上述したように、本実施例のインバータ制御用半導体装置では、位置信号ＲＰにもとづいて三角波信号ＳＰをモータカウンタ２４に出力する三相波形生成部２３と、三相波形生成部２３から出力される三角波信号ＳＰを入力し、三角波信号ＳＰのＵＰ／ＤＯＷＮを１周期ごとにカウントし、その情報をモータカウンタ信号ＭＣＳとして第１のＡＤＣ制御部２５ａ及び第２のＡＤＣ制御部２５ｂに出力するモータカウンタ２４と、モータカウンタ信号ＭＣＳにもとづいて複数のトリガ信号を生成する第１のＡＤＣ制御部２５ａ及び第２のＡＤＣ制御部２５ｂと、トリガ信号を入力し、モータカウンタ信号ＭＣＳにもとづいてＰＷＭピーク同期してＡＤ変換を行なう第１のＡＤＣ２６ａ及び第２のＡＤＣ２６ｂとが設けられている。
【００３９】
このため、所望のタイミングでＡＤ変換が行なわれるので、モータの回転制御を高精度に制御することができる。
【００４０】
なお、本実施例では、高電圧で動作するＩＧＢＴ１１をインバータ部４に複数個設けているが、適用製品分野に応じてＩＧＢＴよりも比較的低電圧で動作するパワーＭＯＳトランジスタ、或いは高電圧で動作するＳｉＣ  パワーＭＯＳトランジスタなどを用いてもよい。
【実施例２】
【００４１】
次に、本発明の実施例２に係るインバータ制御用半導体装置について、図面を参照して説明する。図６はインバータ制御用半導体装置としてのインバータ制御部を示すブロック図である。本実施例では、一つのＡＤＣ制御部から出力されるトリガ信号にもとづいて、２つのＡＤＣがモータカウンタに同期してＡＤ変換を行なっている。
【００４２】
以下、実施例１と同一構成部分には、同一符号を付してその部分の説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
【００４３】
図６に示すように、モータ制御装置１のインバータ制御部６ａには、ＣＰＵ２１、メモリ２２、三相波形生成部２３、モータカウンタ２４、ＡＤＣ制御部２５、第１のＡＤＣ２６ａ、第２のＡＤＣ２６ｂ、及びインバータ制御信号生成部２７が設けられている。そして、各部はそれぞれ内部バス２０で電気的に接続され、情報及び信号の授受が行なわれる。
【００４４】
ＡＤＣ制御部２５は、位置検出部７から出力される位置信号ＲＰ及びモータカウンタ２４から出力されるモータカウンタ信号ＭＣＳを入力し、モータカウンタ信号ＭＣＳにもとづいて複数のトリガ信号を生成し、第１のＡＤＣ２６ａ及び第二２のＡＤＣ２６ｂに出力する。
【００４５】
第１のＡＤＣ２６ａは、ＡＤＣ制御部２５から出力されるトリガ信号及びアナログ値であるＵ相電流信号ＡＮ１を入力し、トリガ信号にもとづいてＵ相電流信号ＡＮ１をＡＤ変換して第１のＡＤＣの出力信号Ｏｕｔ１をインバータ制御信号生成部２７に出力する。同様に、第２のＡＤＣ２６ｂは、ＡＤＣ制御部２５から出力されるトリガ信号及びアナログ値であるＶ相電流信号ＡＮ２を入力し、トリガ信号にもとづいてＶ相電流信号ＡＮ２をＡＤ変換して第２のＡＤＣの出力信号Ｏｕｔ２をインバータ制御信号生成部２７に出力する。
【００４６】
上述したように、本実施例のインバータ制御用半導体装置では、位置信号ＲＰにもとづいて三角波信号ＳＰをモータカウンタ２４に出力する三相波形生成部２３と、三相波形生成部２３から出力される三角波信号ＳＰを入力し、三角波信号ＳＰのＵＰ／ＤＯＷＮを１周期ごとにカウントし、その情報をモータカウンタ信号ＭＣＳとしてＡＤＣ制御部２５に出力するモータカウンタ２４と、モータカウンタ信号ＭＣＳにもとづいて複数のトリガ信号を生成するＡＤＣ制御部２５と、トリガ信号を入力し、モータカウンタ信号ＭＣＳにもとづいてＰＷＭピーク同期してＡＤ変換を行なう第１のＡＤＣ２６ａ及び第２のＡＤＣ２６ｂとが設けられている。
【００４７】
このため、所望のタイミングでＡＤ変換が行なわれるので、モータの回転制御を高精度に制御することができる。また、実施例１よりもＡＤＣ制御部の数を削減しているのでインバータ制御用半導体装置としてのインバータ制御部のコストを抑制することができる。
【実施例３】
【００４８】
次に、本発明の実施例３に係るインバータ制御用半導体装置について、図面を参照して説明する。図７はモータ制御装置を示す回路図、図８はインバータ制御用半導体装置としてのインバータ制御部を示すブロック図である。本実施例では、インバータ部から出力されるＵ相電流信号、Ｖ相電流信号、及びＷ相電流信号を帰還モータ電流として検出している。
【００４９】
以下、実施例１と同一構成部分には、同一符号を付してその部分の説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
【００５０】
図７に示すように、モータ制御装置１ａには、ＡＣ電源２、電源制御部３、インバータ部４、三相モータ５、インバータ制御部６ｂ、及び位置検出部８が設けられている。
【００５１】
位置検出部８は、３相モータ５の位置情報としての位置信号ＲＰ、電流値帰還信号としてのＵ相電流信号ＡＮ１、電流値帰還信号としてのＶ相電流信号ＡＮ２、及び電流値帰還信号としてのＷ相電流信号ＡＮ３などを検出し、その信号をインバータ制御部６ｂに出力する。
【００５２】
インバータ制御部６ｂは、位置信号ＲＰ、Ｕ相電流信号ＡＮ１、Ｖ相電流信号ＡＮ２、及びＷ相電流信号ＡＮ３を入力し、その信号にもとづいてインバータ部４の制御を行なうＤＵＴＹ比が変化する出力パルス信号（ＰＷＭ信号）であるインバータ制御信号ＩＳＳを生成してインバータ部４のＩＧＢＴ１１のゲートに出力する。
【００５３】
図８に示すように、インバータ制御部６ｂには、ＣＰＵ２１、メモリ２２、三相波形生成部２３、モータカウンタ２４、第１のＡＤＣ制御部２５ａ、第２のＡＤＣ制御部２５ｂ、第３のＡＤＣ制御部２５ｃ、第１のＡＤＣ２６ａ、第２のＡＤＣ２６ｂ、第３のＡＤＣ２６ｃ、及びインバータ制御信号生成部２７ａが設けられている。そして、各部はそれぞれ内部バス２０で電気的に接続され、情報及び信号の授受が行なわれる。
【００５４】
モータカウンタ２４は、三相波形生成部２３から出力される三角波信号ＳＰを入力し、三角波信号ＳＰのＵＰ／ＤＯＷＮを１周期ごとにカウント（ＰＷＭカウントとも呼称される）し、その情報をモータカウンタ信号ＭＣＳとして第１のＡＤＣ制御部２５ａ、第２のＡＤＣ制御部２５ｂ、及び第３のＡＤＣ制御部２５ｃに出力する。
【００５５】
第３のＡＤＣ制御部２５ｃは、位置検出部７から出力される位置信号ＲＰ及びモータカウンタ２４から出力されるモータカウンタ信号ＭＣＳを入力し、モータカウンタ信号ＭＣＳにもとづいて複数のトリガ信号を生成し、第１のＡＤＣ２６ａ、第２のＡＤＣ、及び第３のＡＤＣ２６ｃに出力する。
【００５６】
第３のＡＤＣ２６ｃは、トリガ信号及びアナログ値であるＷ相電流信号ＡＮ３を入力し、トリガ信号にもとづいてＷ相電流信号ＡＮ３をＡＤ変換して第３のＡＤＣの出力信号Ｏｕｔ３をインバータ制御信号生成部２７ａに出力する。
【００５７】
ここでは、ＡＤＣから出力されるＡＤ変換された出力信号は、図示しない変換結果レジスタに格納されてからインバータ制御信号生成部２７ａに出力されているが、直接インバータ制御信号生成部２７ａに出力してもよい。
【００５８】
インバータ制御信号生成部２７ａは、第１のＡＤＣの出力信号Ｏｕｔ１、第２のＡＤＣの出力信号Ｏｕｔ２、及び第３のＡＤＣの出力信号Ｏｕｔ３を入力し、３相モータ５の制御用としてインバータ部４のＩＧＢＴ１１のゲートにＰＷＭ信号であるインバータ制御信号ＩＳＳを出力する。
【００５９】
上述したように、本実施例のインバータ制御用半導体装置では、位置信号ＲＰにもとづいて三角波信号ＳＰをモータカウンタ２４に出力する三相波形生成部２３と、三相波形生成部２３から出力される三角波信号ＳＰを入力し、三角波信号ＳＰのＵＰ／ＤＯＷＮを１周期ごとにカウントし、その情報をモータカウンタ信号ＭＣＳとして第１のＡＤＣ制御部２５ａ、第２のＡＤＣ制御部２５ｂ、及び第３のＡＤＣ制御部２５ｃに出力するモータカウンタ２４と、モータカウンタ信号ＭＣＳにもとづいて複数のトリガ信号を生成する第１のＡＤＣ制御部２５ａ、第２のＡＤＣ制御部２５ｂ、及び第３のＡＤＣ制御部２５ｃと、トリガ信号を入力し、モータカウンタ信号ＭＣＳにもとづいてＰＷＭピーク同期して、Ｕ相電流信号ＡＮ１のＡＤ変換を行なう第１のＡＤＣ２６ａ、Ｖ相電流信号ＡＮ２のＡＤ変換を行なう第２のＡＤＣ２６ｂ、及びＷ相電流信号ＡＮ３のＡＤ変換を行なう第３のＡＤＣ２６ｃとが設けられている。
【００６０】
このため、所望のタイミングでＵ相電流信号ＡＮ１、Ｖ相電流信号ＡＮ２、及びＷ相電流信号ＡＮ３のＡＤ変換が行なわれるので、実施例１よりもモータの回転制御を高精度に制御することができる。
【００６１】
なお、本実施例では、第１のＡＤＣ２６ａには第１のＡＤＣ制御部２５ａから出力されるトリガ信号、第２のＡＤＣ２６ｂには第２のＡＤＣ制御部２５ｂから出力されるトリガ信号、第３のＡＤＣ２６ｃには第３のＡＤＣ制御部２５ｃから出力されるトリガ信号がそれぞれ入力されるが、実施例２と同様に、一つのＡＤＣ制御部から出力されるトリガ信号を用いて、モータカウンタに同期した第１のＡＤＣ２６ａ、第２のＡＤＣ２６ｂ、及び第３のＡＤＣ２６ｃのＡＤ変換を行なってもよい。
【実施例４】
【００６２】
次に、本発明の実施例４に係るインバータ制御用半導体装置について、図面を参照して説明する。図９はモータ制御装置を示す回路図である。本実施例では、複数のモータに設けられているそれぞれのインバータに入力されるインバータ制御信号をモータカウンタに同期し、複数のモータの回転同期をとっている。
【００６３】
図９に示すように、モータ制御装置１ｂには、ＡＣ電源２ａ、ＡＣ電源２ｂ、電源制御部３ａ、電源制御部３ｂ、第１のインバータ部４ａ、第２のインバータ部４ｂ、第１の３相モータ５ａ、第２の三相モータ５ｂ、インバータ制御部６ｃ、第１の位置検出部７ａ、及び第２の位置検出部７ｂが設けられている。
【００６４】
電源制御部３ａは、ＡＣ電源２ａから出力されるＡＣ電圧を入力して、第１のインバータ部４ａがインバータ動作するために必要なＰ側高電位電源ＶＰ、Ｎ側高電位電源ＶＮを生成して出力する。
【００６５】
第１のインバータ部４ａには、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相のＰ側高電位側電源ＶＰとＮ側高電位側電源ＶＮの間にＩＧＢＴ１１が、それぞれ２つ縦続接続されている。そして、それぞれのＩＧＢＴ１１のコレクタとエミッタの間に破壊防止用としてリカバリーダイオード１２が設けられている。ＩＧＢＴ１１は、ゲートにインバータ制御部６ｃから出力される第１のインバータ制御信号ＩＳＳａが入力されて動作する。Ｕ相の出力信号は、出力ノードＮ１ａから出力されて第１の３相モータ５ａに入力される。Ｖ相の出力信号は、出力ノードＮ２ａから出力されて第１の３相モータ５ａに入力される。Ｗ相の出力信号は、出力ノードＮ３ａから出力されて第１の３相モータ５ａに入力される。
【００６６】
第１の位置検出部７ａは、第１の３相モータ５ａの位置情報としての第１の位置信号ＲＰａ、電流値帰還信号としての第１のＵ相電流信号ＡＮ１ａ、及び電流値帰還信号としての第１のＶ相電流信号ＡＮ２ａなどを検出し、その信号をインバータ制御部６ｃに出力する。
【００６７】
電源制御部３ｂは、ＡＣ電源２ｂから出力されるＡＣ電圧を入力して、第２のインバータ部４ｂがインバータ動作するために必要なＰ側高電位電源ＶＰ、Ｎ側高電位電源ＶＮを生成して出力する。
【００６８】
第２のインバータ部４ｂには、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相のＰ側高電位側電源ＶＰとＮ側高電位側電源ＶＮの間にＩＧＢＴ１１が、それぞれ２つ縦続接続されている。そして、それぞれのＩＧＢＴ１１のコレクタとエミッタの間に破壊防止用としてリカバリーダイオード１２が設けられている。ＩＧＢＴ１１は、ゲートにインバータ制御部６ｃから出力される第２のインバータ制御信号ＩＳＳｂが入力されて動作する。Ｕ相の出力信号は、出力ノードＮ１ｂから出力されて第２の３相モータ５ｂに入力される。Ｖ相の出力信号は、出力ノードＮ２ｂから出力されて第２の３相モータ５ｂに入力される。Ｗ相の出力信号は、出力ノードＮ３ｂから出力されて第２の３相モータ５ｂに入力される。
【００６９】
第２の位置検出部７ｂは、第２の３相モータ５ｂの位置情報としての第２の位置信号ＲＰｂ、電流値帰還信号としての第２のＵ相電流信号ＡＮ１ｂ、及び電流値帰還信号としての第２のＶ相電流信号ＡＮ２ｂなどを検出し、その信号をインバータ制御部６ｃに出力する。
【００７０】
ここで、第１の位置信号ＲＰａ、第１のＵ相電流信号ＡＮ１ａ、及び第１のＶ相電流信号ＡＮ２ａは第１のインバータ制御信号ＩＳＳａ用として用いられ、第２の位置信号ＲＰｂ、第２のＵ相電流信号ＡＮ１ｂ、及び第２のＶ相電流信号ＡＮ２ｂは第２のインバータ制御信号ＩＳＳｂ用として用いられる。
【００７１】
インバータ制御部６ｃは、第１の位置信号ＲＰａ、第２の位置信号ＲＰｂ、第１のＵ相電流信号ＡＮ１ａ、第２のＵ相電流信号ＡＮ１ｂ、第１のＶ相電流信号ＡＮ２ａ、及び第２のＶ相電流信号ＡＮ２ｂを入力する。
【００７２】
インバータ制御部６ｃには、第１の位置信号ＲＰａ或いは第２の位置信号ＲＰｂにもとづいて生成される図示しないモータカウンタ信号に同期して動作する、第１のＵ相電流信号ＡＮ１ａをＡＤ変換する図示しないＡＤＣ及び第１のＶ相電流信号ＡＮ２ａをＡＤ変換する図示しないＡＤＣが設けられ、第１の位置信号ＲＰａ或いは第２の位置信号ＲＰｂにもとづいて生成されるモータカウンタ信号に同期して動作する、第２のＵ相電流信号ＡＮ１ｂをＡＤ変換する図示しないＡＤＣ及び第２のＶ相電流信号ＡＮ２ｂをＡＤ変換する図示しないＡＤＣが設けられている。
【００７３】
そして、モータカウンタ信号により、インバータ制御部６ｃから出力される第１のインバータ制御信号ＩＳＳａ及び第２のインバータ制御信号ＩＳＳｂは同期化される。なお、外部からの補正トリガ信号などを用いて、第１の３相モータ５ａ及び第２の３相モータ５ｂの回転同期に若干のタイムラグを設定してもよい。
【００７４】
上述したように、本実施例のインバータ制御用半導体装置では、第１の３相モータ５ａの第１のインバータ部４ａに入力される第１のインバータ制御信号ＩＳＳａと第２の３相モータ５ｂの第２のインバータ部４ｂに入力される第２のインバータ制御信号ＩＳＳｂはモータカウンタで同期化されている。このため、それぞれ第１の３相モータ５ａ及び第２の３相モータ５ｂのモータの回転制御を高精度に制御しながら、第１の３相モータ５ａ及び第２の３相モータ５ｂの回転同期をとることができる。
【００７５】
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々、変更してもよい。
【００７６】
例えば、実施例では、ＰＷＭピークで同期をとっているが、トリガレジスタに格納される別のモード設定情報を選択し、ＰＷＭ周期の任意のタイミングで同期をとってもよい。また、１相あたり２個のＩＧＢＴを縦続接続した２レベルインバータに適用しているが、１相あたり４個のＩＧＢＴを縦続接続した３レベルインバータにも適用できる。そして、実施例１及び実施例２では、Ｕ相及びＶ相の電流信号を検出しているが、この組み合わせ以外のＵ相、Ｖ相、或いはＷ相のいずれか２つの電流信号を検出してもよい。更に、実施例４では、２つの３相モータの回転同期をモータカウンタを用いて行なっているが、３個以上の３相モータの回転同期をモータカウンタを用いて行なってもよい。
【００７７】
本発明は、以下の付記に記載されているような構成が考えられる。  
（付記１）  モータの位置信号にもとづいて生成される三角波信号或いはのこぎり波信号を入力してＵＰ／ＤＯＷＮを１周期ごとにカウントし、カウントした情報をモータカウンタ信号として出力するモータカウンタと、前記モータカウンタ信号にもとづいてトリガ信号を生成するＡＤＣ制御部と、モータ電流値帰還信号としてのＵ相電流信号を前記ＡＤＣ制御部から出力される前記トリガ信号にもとづいて、前記三角波信号或いはのこぎり波信号のピークで前記モータカウンタに同期してＡＤ変換する第１のＡＤＣと、モータ電流値帰還信号としてのＶ相電流信号を前記ＡＤＣ制御部から出力される前記トリガ信号にもとづいて、前記三角波信号或いはのこぎり波信号のピークで前記モータカウンタに同期してＡＤ変換する第２のＡＤＣとを具備するインバータ制御用半導体装置。
【００７８】
（付記２）  モータの位置信号にもとづいて生成される三角波信号或いはのこぎり波信号を入力してＵＰ／ＤＯＷＮを１周期ごとにカウントし、カウントした情報をモータカウンタ信号として出力するモータカウンタと、前記モータカウンタ信号にもとづいてトリガ信号を生成する第１及び第２のＡＤＣ制御部と、モータ電流値帰還信号としてのＵ相電流信号を前記第１のＡＤＣ制御部から出力される前記トリガ信号にもとづいて、前記三角波信号或いはのこぎり波信号のピークで前記モータカウンタに同期してＡＤ変換する第１のＡＤＣと、モータ電流値帰還信号としてのＶ相電流信号を前記第２のＡＤＣ制御部から出力される前記トリガ信号にもとづいて、前記三角波信号或いはのこぎり波信号のピークで前記モータカウンタに同期してＡＤ変換する第２のＡＤＣとを具備するインバータ制御用半導体装置。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の実施例１に係るモータ制御装置を示す回路図。
【図２】本発明の実施例１に係るインバータ制御用半導体装置としてのインバータ制御部を示すブロック図。
【図３】本発明の実施例１に係るＡＤＣを示すブロック図。
【図４】本発明の実施例１に係るモータ制御装置の動作を示すフローチャート。
【図５】本発明の実施例１に係るモータ制御装置の動作を示すタイミング模式図。
【図６】本発明の実施例２に係るインバータ制御用半導体装置としてのインバータ制御部を示すブロック図。
【図７】本発明の実施例３に係るモータ制御部を示す回路図。
【図８】本発明の実施例３に係るインバータ制御用半導体装置としてのインバータ制御部を示すブロック図。
【図９】本発明の実施例４に係るモータ制御装置を示す回路図。
【符号の説明】
【００８０】
１、１ａ、１ｂ  モータ制御装置
２、２ａ、２ｂ  ＡＣ電源
３、３ａ、３ｂ  電源制御部
４  インバータ部
４ａ  第１のインバータ部
４ｂ  第２のインバータ部
５  ３相モータ
５ａ  第１の３相モータ
５ｂ  第２の３相モータ
６、６ａ、６ｂ、６ｃ  インバータ制御部
７、８  位置検出部
７ａ  第１の位置検出部
７ｂ  第２の位置検出部
１１  ＩＧＢＴ
１２  リカバリーダイオード
２０  内部バス
２１  ＣＰＵ
２２  メモリ
２３  三相波形生成部
２４  モータカウンタ
２５  ＡＤＣ制御部
２５ａ  第１のＡＤＣ制御部
２５ｂ  第２のＡＤＣ制御部
２５ｃ  第３のＡＤＣ制御部
２６ａ  第１のＡＤＣ
２６ｂ  第２のＡＤＣ
２６ｃ  第３のＡＤＣ
２７、２７ａ  インバータ制御信号生成部
３０ａ  第１のトリガ設定部
３０ｂ  第２のトリガ設定部
３０ｃ  第３のトリガ設定部
３１  セレクタ
３２ａ  第１のトリガレジスタ
３２ｂ  第２のトリガレジスタ
３２ｃ  第３のトリガレジスタ
３３ａ  第１のトリガバッファ
３３ｂ  第２のトリガバッファ
３３ｃ  第３のトリガバッファ
３４ａ  第１のコンパレータ
３４ｂ  第２のコンパレータ
３４ｃ  第３のコンパレータ
ＡＮ１  Ｕ相電流信号（電流値帰還信号）
ＡＮ１ａ  第１のＵ相電流信号（電流値帰還信号）
ＡＮ１ｂ  第２のＵ相電流信号（電流値帰還信号）
ＡＮ２  Ｖ相電流信号（電流値帰還信号）
ＡＮ２ａ  第１のＶ相電流信号（電流値帰還信号）
ＡＮ２ｂ  第２のＶ相電流信号（電流値帰還信号）
ＡＮ３  Ｗ相電流信号（電流値帰還信号）
ＲＰ  位置信号
ＲＰａ  第１の位置信号
Ｒｐｂ  第２の位置信号
ＩＳＳ  インバータ制御信号
ＩＳＳａ  第１のインバータ制御信号
ＩＳＳｂ  第２のインバータ制御信号
ＭＣＳ  モータカウンタ信号
Ｎ１〜３、Ｎ１ａ〜３ａ、Ｎ１ｂ〜３ｂ  出力ノード
Ｏｕｔ１  第１のＡＤＣの出力信号
Ｏｕｔ２  第２のＡＤＣの出力信号
Ｏｕｔ３  第３のＡＤＣの出力信号
ＳＰ  三角波信号
ＶＰ  Ｐ側高電位電源
ＶＮ  Ｎ側高電位電源
【図１】
2006352994.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006352994.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006352994.tif 000007
【図６】
2006352994.tif 000008
【図７】
2006352994.tif 000009
【図８】
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【図９】
2006352994.tif 000011